SiC 결정의 결함에 대하여 - 마이크로파이프

SiC 기판에는 TSD(Threading Screw Dislocation), TED(Threading Edge Dislocation), BPD(Base Plane Dislocation) 등과 같은 미세한 결함이 있을 수 있습니다. 이러한 결함은 원자 수준에서 원자 배열의 편차로 인해 발생합니다. SiC 결정은 Si 또는 C 함유물, 마이크로파이프, 육각형 공극, 다형체 등과 같은 거시적 전위를 가질 수도 있습니다. 이러한 전위는 일반적으로 크기가 큽니다.

SiC 장치 제조에 있어서 주요 문제 중 하나는 "마이크로파이프" 또는 "핀홀"로 알려진 3차원 미세 구조이며, 일반적으로 크기는 각각 30~40um 및 0.1~5um입니다. 이러한 마이크로파이프는 10-10³/cm²의 밀도를 가지며 에피택셜 층을 관통하여 장치 킬러 결함을 초래할 수 있습니다. 이는 주로 스피로 전위의 클러스터링에 의해 발생하며 SiC 장치 개발의 주요 장애물로 간주됩니다.

기판의 미세소관 결함은 공극, 다양한 다형체 포함, 쌍정 등과 같은 성장 과정 중 에피택셜 층에 형성된 다른 결함의 원인입니다. 따라서 기판 재료의 성장 과정에서 수행해야 할 가장 중요한 일은 고전압 및 고전력 SiC 장치의 경우 벌크 SiC 결정에서 미세소관 결함의 형성을 줄이고 이것이 에피택셜 층으로 들어가는 것을 방지하는 것입니다.

마이크로파이프는 작은 구덩이로 볼 수 있으며 공정 조건을 최적화함으로써 "구덩이를 채워" 마이크로파이프의 밀도를 줄일 수 있습니다. 문헌 및 실험 데이터의 여러 연구에서는 증발 에피택시, CVD 성장 및 액상 에피택시가 마이크로파이프를 채우고 마이크로파이프 및 전위의 형성을 감소시킬 수 있음을 보여주었습니다.

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